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数据|航天科技一院一部运用大数据技术提升火箭可靠性

_原题为 航天科技一院一部运用大数据技术提升火箭可靠性
运载火箭研制发射是一项复杂的系统工程 ， 每一个步骤都需要精准的操作和精确的判断 。 近年来 ， 高密度发射给航天科研院所带来的压力与日俱增 。 为了在“密”的同时确保“精” ， 航天科技集团一院一部打造火箭健康监测系统 ， 对火箭研制过程中的数据进行判读、分析、建模 ， 确保每一个步骤都安全、可靠 ， 让火箭顺利通过每一次检测 ， 拿到出厂通行证 。
这如同为运载火箭打造了专属的“健康小屋” ， 从火箭进入测试阶段开始 ， 一直持续到火箭进入太空 ， 系统会全程进行数据搜集、整理、分析 ， 形成火箭全生命周期的闭环管理 。
火箭健康管理走向智能化
徐昊和朱骋是火箭健康管理设计师团队的骨干 ， 2016年入职后不久就参与了火箭健康监测系统的研发工作 。 徐昊介绍 ， 一枚火箭从研制到生产再到发射 ， 其间有很多有价值的数据 ， 如果将这些数据好好利用 ， 将大大提升研制效率和可靠性 。 “火箭健康监测系统有两个功能块 ， 一方面可以实时监测火箭的数据和设备状态 ， 另一方面可以进行数据查询比对 ， 查看这发火箭与历史情况有什么区别 ， 迅速锁定问题根源 。 ”徐昊说 。
【数据|航天科技一院一部运用大数据技术提升火箭可靠性】新系统的开发往往伴随着挑战 。 设计之初 ， 团队因经验不足 ， 采用的数据存储系统在读取查询上效率比较慢 ， 健康监测系统出现了响应慢、延时高等问题 ， 查询一次试验数据需要等待数分钟 ， 无法满足型号任务需求 。
由于当时的任务时间紧急 ， 朱骋和徐昊两人主动请缨 ， 解决难题 ， 按照要求在两天内完成了系统的改进工作 。 改良后的模块性能提升了数十倍 ， 测试效率显著提高 ， 火箭设计师们对此赞不绝口 。
数据收集模块是健康监测系统的基础之一 。 这个模块会从火箭的众多传感器接收大量数据 ， 是后续人工智能分析判读的重要基础 。 一次偶然的机会 ， 徐昊发现 ， 型号前端监测机柜众多 ， 然而指示灯状态的监控却一直依赖于测试人员肉眼观测 。 一组机柜往往有上百个指示灯 ， 调试过程中 ， 一旦有人从摄像头旁经过 ， 就会影响监测系统的自动识别精度 。
徐昊立即査资料、找源码、调程序 ， 加班加点编写了一套软件 ， 实现指示灯亮灭和颜色的智能化识别 。 与此同时 ， 朱骋联想到舞台上常用荧光胶布进行定位的方式来确定指示灯位置 ， 他们通力合作 ， 迅速编写出新的程序 ， 两周后的测试结果令人欣喜 ， 难题得到解决 。
火箭数据有了“搜索引擎”
大数据时代 ， 火箭健康管理设计师们一直在思考 ， 如何利用先进的信息技术 ， 为数据判读工作“减负” ， 让火箭真正成为“智能火箭” 。 因此 ， 火箭数据的搜索引擎成了他们进行的又一项尝试 。
在徐昊看来 ， 以往在总装和发射场的技术文件种类繁多且分布分散 ， 技术参数缺乏统一的管理和查阅入口 ， 一旦出现问题 ， 设计人员需要查找各类纸质文件 ， 数据比对手段相对比较原始 ， 不能满足高密度发射的要求 。
火箭健康监测系统的到来解决了这些问题 。 火箭健康管理设计师团队建立了一套航天人自己的、实用好用的搜索引擎 ， 实现测试数据、设计方案、试验细则、故障预案、归零报告等各类文档的检索 ， 帮助研究人员快速锁定问题 ， 改进设计 。 团队经过大量的学习研究 ， 结合字典分词和词性标注的方法 ， 搜集、整理了上千个专业词语 ， 建立了航天专用词库 ， 并对程序进行优化升级 ， 大大提高了发射场试验人员的工作效率 。
“有了健康监测系统后 ， 数据判读不用再靠经验 ， 而且分析又全又快 ， 提高了效率 ， 减少了工作量 。 ”徐昊说 。 “历史数据准核很重要 ， 有一些数据关联可以提高效率 。 从生产到测试过程 ， 很多数据都有价值 ， 需要进行整合 。 ”现在 ， 设计人员只需输入一个参数名称 ， 就能查到以往试验中的参数 。 系统还会列出包含该参数的所有文档 ， 为设计人员的工作带来便利 。
“我们走的弯路少 ， 是因为站在前人的肩膀上 。 ”徐昊说 。 团队每周进行一次分享会 ， 经验丰富的同事在异常数据处理、模块功能划分上给出了很多建议 ， 并帮助他们顺利完成数据收集模块任务 。 在此基础上 ， 他们再接再厉 ， 又相继实现了数码显示屏和指针式表盘识别功能 ， 进一步提高了监测的可靠性 ， 为火箭安全上天加上了一道健康保险 。 （任悦鸣 左秋红） 来源：航天科技网站


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